南开2020年秋季考试《药物设计学》期末“作业考核(线上)

南开大学现代远程教育学院考试卷

2020年度秋季学期期末(2021.3）《药物设计学》利用互联网资源简述青霉素类药物的作用原理

摘要：霉素类抗生素（Antibiotics）是一类重要的β—内酰胺抗生素，自1939年起大量生产。使用以来，为人类和动物感染性疾病的防治提供了高效、低毒的有力武器，迄今为止青霉素仍然是医学及兽医学临床上广泛应用的药物之一。本文主要对青霉素的发现、组成、作用机理、合成、一些缺点及其发展前景做了简单的介绍。

关键字：青霉素；发现；种类；机理；合成；前景。

一、青霉素的发现——人类医学史上的一个里程碑

青霉素是最早发现的抗生素。1928年，英国细菌学家弗莱明（Fleming）在实验室中无意发现，培养皿中的葡萄球菌由于被污染而长了一大团霉，在霉团周围的葡萄球菌均被杀死，而在离霉团较远的葡萄球菌仍然存活。他把这种霉团接种到无菌的培养基上，这种霉菌生长很快，形成一个白中透绿的霉团。通过鉴定，他发现这种霉菌是青霉菌的一种，葡萄球菌、链球菌和白喉杆菌等都能被它抑制。而经过过滤而含霉菌分泌物的液体就叫做“青霉素”。40年代，英国牛津大学生物化学家钱恩和物理学家弗罗里通过对青霉菌的培养、分离、提纯和强化，并在小白鼠身上做实验，证明了青霉素的功效。而当青霉素和其它β—内酰胺类抗生素作为青霉素结合蛋白底物（细胞正常代谢过程中，本应与青霉素结合蛋白反应结合的物质）的结构类似物，竞争性地与青霉素结合蛋白共价结合，从而抑制青霉素结合蛋白，干扰细菌细胞壁的合成，以达到杀灭细菌的作用。细菌对β—内酰胺类的敏感性主要由于其青霉素结合蛋白对这类药物具有高

亲和力，各种青霉素结合蛋白与不同β—内酰胺类的亲和力有所不同。

目前青霉素类抗生素（抗生素原称抗菌素，是指由细菌、放线菌、真菌等微生物经培养而得到的一定浓度下对病原体有抑制和杀灭作用的一种产物）是β—内酰胺类中一大类抗生素的总称。一种抗菌药物，主要用于G+菌、G—球菌、螺旋体，放线菌感染，对G—杆菌不敏感。分为半合成青霉素、天然青霉素。天然青霉素是从青霉菌培养液中提得，含G、K、X、F和双氢F等，其中G产量高，有应用价值。半合成青霉素是在中间体6—氨基青霉烷酸（6—APA）侧链上加入不同基团。

二、青霉素类药物的抗菌作用

青霉素类的抗菌作用机制主要是通过抑制细菌胞壁粘肽合成过程中的转肽酶而阻碍直链十肽二糖聚合物在胞浆外的交叉联结，进而影响细胞壁的形成，致使细菌胞壁缺损而丧失了渗透屏障的保护作用。由此在菌体内高渗压的作用下使水分不断向菌体内渗，导致菌体膨胀、变形，最后裂解而死亡医|学教育网搜集整理。除此之外，青霉素对细菌的致死效应还包括触发细菌的自溶酶活性，促进细菌自溶。青霉素对G+菌的作用强主要是因为此类细菌的细胞壁主要有粘肽构成；对G—作菌用弱是因为G—菌的细胞壁主要由磷脂构成，仅含少量粘肽，而且菌体内渗透压也高。

低浓度时抑菌，高浓度时杀菌，但机理却比较复杂。已发现所有细菌以及衣原体等的细胞膜上均具有一些能与青霉素和其它β—内酰胺类抗生素结合的蛋白，即青霉素结合蛋白。这些存在于细菌细胞内膜上的青霉素结合蛋白是青霉素作用的靶分子（即青霉素进入细菌细胞后进攻并与之结合的蛋白质分子）。

青霉素结合蛋白是分子量为4万到12万的膜蛋白，是细菌细胞壁合成过程中不可或缺的具有催化活性的D,D—肽酶，如转肽酶、羧肽酶、肽链内切酶等，它们是在细菌生长